高中化学探究沉淀溶解填空题

(原创) 酸、碱、盐均属于电解质，它们的水溶液中存在各种平衡。
（1） 氨水是中学常见碱
① 下列事实可证明氨水是弱碱的是             (填字母序号)。
A．氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B．常温下，0. 1 mol·L^－1氨水pH为11
C．铵盐受热易分解    
D．常温下，0. 1mol·L^－1氯化铵溶液的pH为5 
② 下列方法中，可以使氨水电离程度增大的是           (填字母序号)。
A．通入氨气                 B．加入少量氯化铁固体
C．加水稀释                 D．加入少量氯化铵固体
（2）盐酸和醋酸是中学常见酸
用0.1 mol·L^-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L^-1的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。

① 滴定醋酸的曲线是            (填“I”或“II”)。
② 滴定开始前，三种溶液中由水电离出的c(H⁺)最大的是                   。
③V₁和V₂的关系：V₁           V₂(填“>”、“=”或“<”)。
④ M点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是                            
（3）为了研究难溶盐的沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学设计如下实验。

步骤1：向2 mL 0.005 mol·L^-1AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol·L^-1 KSCN溶液，静置。	出现白色沉淀。
步骤2：取1 mL上层清液于试管中，滴加1滴2 mol·L^-1Fe(NO3)3溶液。	溶液变为红色。
步骤3：向步骤2的溶液中，继续加入5滴 3 mol·L^-1 AgNO3溶液。	现象a                ，溶液红色变浅。
步骤4：向步骤1余下的浊液中加入5滴 3 mol·L^-1 KI溶液。	出现黄色沉淀。

已知：ⅠAgSCN是白色沉淀。
Ⅱ相同温度下，K_sp(AgI)= 8.3×10‾¹⁷，K_sp (AgSCN )= 1.0×10‾¹² 。
① 步骤3中现象a是                          。
② 用沉淀溶解平衡原理解释步骤4的实验现象                         。
③向50 mL 0.005 mol•L‾¹的AgNO₃溶液中加入150 mL0.005 mol•L‾¹的  KSCN溶液，混合后溶液中Ag⁺的浓度约为               mol•L‾¹。(忽略溶液体积变化)

锰的化合物是优良的催化剂，可用于干电池原料生产等。
（1）锌锰干电池的反应为2MnO₂ +Zn+2NH₄Cl ="2" MnO(OH) +Zn(NH₃)₂Cl₂，MnO(OH)中锰元素的化合价为____。
（2）向废电池还原后的废液（含有Mn²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺等）中逐滴滴加Na₂S溶液，最先生成的沉淀为   （填化学式）。[已知K_sp(MnS)=1.4×10-^{1 5}，K_sp(ZnS)=2.9×10 ^-25，K_sp(FeS)=6．0×10^-18]
（3） Mn²⁺催化H₂O₂分解：2H₂O₂(l)=2H₂O(l)+O₂(g)  △H₁，其反应机理如下：

①已知反应Ⅱ为MnO₂(s)+H₂O₂（1） +2H⁺( aq)=Mn²⁺(aq) +O₂(g)+2H₂O（1）  △H₂。写出反应I的热化学方程式（焓变用△H₁和△H₂表示）：               。
②某温度时，向10 mL0.4 mol．L^-1 H₂O₂液中滴入1滴MnSO₄发生分解：2H₂O₂ =2H₂O+O₂，测得不同时刻生成O₂的体积(已折算为标准状况下的体积)如下表：

0～2 min时反应速率比2～4 min时的快，其原因是_________；
0～6 min的平均反应速率v(H₂O₂)=                  （忽略溶液体积的变化）。
（4）锰基催化剂是合成甲醇、二甲醚的催化剂。已知：

①反应I的正反应是            （填“放热”或“吸热”）反应。
②反应Ⅱ的平衡常数表达式为                        。

以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶解度/g	9×10^－4	1.7×10^－6	1.5×10^－4	3.0×10^－9

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为_______（填化学式）而除去。
（2）①中加入的试剂应该选择_________为宜，其原因是_____________。
（3）②中除去Fe^3＋所发生的离子方程式为__________________________。
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是__________________（填字母，多选不得分，少选得1分）。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu²⁺可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe^3＋一定不能大量存在

连二次硝酸(H₂N₂O₂)是一种二元酸，可用于制N₂O气体。
（1）连二次硝酸中氮元素的化合价为_____________________。
（2）常温下，用0．01mol·L^-1的NaOH溶液滴定10mL0．01mol·L^-1的H₂N₂O₂溶液，测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。

①写出H₂N₂O₂在水溶液中的电离方程式：______________。
②b点时溶液中c(H₂N₂O₂)_____（填“＞”、“＜”或 “＝”，下同）c(N₂O₂^2-)。
③a点时溶液中c(Na⁺)____c(HN₂O₂^-)+c(N₂O₂^2-)。
（3）硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合，可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀，向该分散系中滴加硫酸钠溶液，当白色沉淀和黄色沉淀共存时，分散系中=______。[已知K_sp(Ag₂N₂O₂)=4．2×10^-9，K_sp(Ag₂SO₄)=1．4×10^-5]

回答下列问题。
（1）如右图，某温度（t℃）时水的图像如下，a点离子积K_W=__________mol²·L^-2;该温度下，pH=12的NaOH与pH=2的H₂SO₄等体积混合，溶液显_________性。

（2）25℃时，向0．1mol·L^-1氨水中加入少量NH₄Cl固体，当固体溶解后，测得溶液pH__________,NH⁺₄的物质的量浓度________。（填增大、减小或不变）
（3）体积相等的稀NaOH和CH₃COOH溶液混合，若溶液中c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）,则该溶液显______（填“酸性”、“碱性”、“中性”），则混合前c（NaOH）___________C（CH₃COOH）（填“＞”、“＜”或“=”）。
（4）常温时，Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-38,要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c（Fe³⁺）＜10^-5mol·L^-1）,则溶液的pH最小为___________。
（5）用可溶性碳酸盐，可以浸取CaSO₄固体，则溶液浸取过程中会发生反应：
CaSO₄（s）+CO^2-₃（aq）  CaCO₃（s）+SO^2-₄（aq）。
已知298K时，K_SP（CaCO₃）=2．80×10^-9, K_SP（CaSO₄）=4．90×10^-5,则此温度下该反应的平衡常数K为_________（计算结果保留三位有效数字）。

碱式硫酸铁[Fe（OH）SO₄]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀	2．3	7．5	3．4
完全沉淀	3．2	9．7	4．4

 

回答下列问题：
（1）如何加快废铁屑的溶解，写出两种办法_____________________。
（2）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH在_________________范围内。
（3）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是__________________。
（4）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe（OH）²⁺离子可部分水解生成Fe₂（OH）₄²⁺聚合离子，该水解反应的离子方程式为_________________。
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^－。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为_______________。
A．氯水     B．KSCN溶液     C．酸性KMnO₄溶液     D．NaOH溶液
（6）为测定含Fe²⁺和Fe³⁺溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20．00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜2，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用 0．1000mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20．00mL。
已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂   I₂+2S₂O₃^2－═2I^-+S₄O₆^2-
则溶液中铁元素总含量为g/L。若滴定前溶液中H₂O₂没除尽，所测定的铁元素的含量将会____________（填“偏高”“偏低”“不变”）。

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿（主要成分为Co₂O₃、Co（OH）₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等）制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0．01mol/L）

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀	2．7	7．6	7．6	4．0	7．7
完全沉淀	3．7	9．6	9．2	5．2	9．8

 
③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式________________________。
（2）写出NaClO₃发生反应的主要离子方程式_____________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式___________________________。
（3）“加Na₂CO₃调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为                    。
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂 的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。

A．2．0~2．5    B．3．0~3．5
C．4．0~4．5    D．5．0~5．5

锶（₃₈Sr）元素广泛存在于矿泉水中，是一种人体必需的微量元素，在元素周期表中与₂₀Ca和₅₆Ba同属于第ⅡA族。
（1）碱性：Sr(OH)₂            Ba(OH)₂（填“＞”或“＜”）；锶的化学性质与钙和钡类似，
用原子结构的观点解释其原因是              。
（2）碳酸锶是最重要的锶化合物。用含SrSO₄和少量BaSO₄、BaCO₃、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂的天青石制备SrCO₃，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．将天青石矿粉和Na₂CO₃溶液充分混合，过滤；
Ⅱ．将滤渣溶于盐酸，过滤；
Ⅲ．向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸，过滤；
Ⅳ．向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸，充分反应后再用氨水调pH约为7，过滤；
Ⅴ．向Ⅳ所得滤液中加入稍过量NH₄HCO₃，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO₃。
已知：ⅰ．相同温度时的溶解度： BaSO₄＜SrCO₃＜SrSO₄＜CaSO₄
ⅱ．生成氢氧化物沉淀的pH

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀pH	1.9	7.0	3.4
完全沉淀pH	3.2	9.0	4.7

①Ⅰ中，反应的化学方程式是                     。
②Ⅱ中，能与盐酸反应溶解的物质有                   。
③Ⅳ的目的是                。
④下列关于该工艺流程的说法正确的是               。
a．该工艺产生的废液含较多的NH₄⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-
b．Ⅴ中反应时，升高温度一定可以提高SrCO₃的生成速率
c．Ⅴ中反应时，加入NaOH溶液一定可以提高NH₄HCO₃的利用率

（1）室温下，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^－10，将pH＝9 的 Ba（OH）₂溶液与 pH＝4 的 H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的 pH＝7，则 Ba（OH）₂溶液与 H₂SO₄溶液的体积比为           。欲使溶液中c（SO₄^2－）≤1.0×10^－5mol·L^－1，则应保持溶液中 c（Ba^2＋） ≥     mol·L^－1。
（2）一定温度下，向1 L 0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液中加入0.1 molCH₃COONa固体，则醋酸的电离平衡向    （填“正”或“逆”）反应方向移动；溶液中的值     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）已知：a．常温下，醋酸和NH₃·H₂O的电离平衡常数均为1.74×10^－5
b．CH₃COOH＋NaHCO₃ = CH₃COONa＋CO₂↑＋H₂O 室温下，CH₃COONH₄溶液呈         性（填“酸”、“碱”或“中”，下同），NH₄HCO₃溶液呈          性。NH₄HCO₃溶液中物质的量浓度最大的离子是     （填化学式）。

工业制硝酸经以下一系列反应：

请回答：
（1）写出反应④的化学方程式             ，实验室收集NO的方法是           。
（2）对于氮的化合物，下列说法不正确的是（选填序号字母）      。
a．氨可用作制冷剂
b．铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
c．硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
d．某浓硝酸中含有溶质2mol，标准状况下，该浓硝酸与足量的铜完全反应能生成1mol NO₂
（3）已知：H₂（g）＋1/2 O₂（g）＝H₂O（g）  △H₁＝-241．8kJ/mol
N₂（g）＋ 3H₂（g）＝2NH₃（g）  △H₂＝-92．0kJ/mol
则34g氨气与氧气反应生成N₂（g）与H₂O（g）时，△H＝      kJ/mol。
（4）氨气在微生物的作用下与氧气反应生成HNO₂，写出该反应的化学方程式           。
（5）氨气是氮肥工业的重要原料，某化肥厂生产铵态氮肥（NH₄）₂SO₄的部分工艺流程如下：

向装有CaSO₄悬浊液的沉淀池中先通氨气，再通CO₂的原因（请从溶解度和溶解平衡角度分析）             。

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施有：
将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g) ΔH₁＝-241．8 kJ·mol^－1
C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)  ΔH₂＝－110．5 kJ·mol^－1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为：_________________________。
（2）CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①M、N两点平衡状态下，容器中总物质的物质的量之比为：n(M)总：n(N)总=    。
②若M、N、Q三点的平衡常数K_M、K_N、K_Q的大小关系为       。
（3）电化学降解NO^—的原理如图所示，电源正极为    （填“a”或“b”）；若总反应为4NO₃^-+4H⁺5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应式为_________________。

（4）已知25 ℃时，电离常数K_a(HF)＝3．6×10^－4，溶度积常数K_sp(CaF₂)＝1．5×10^－10。现向1000 L 1．5×10^－2mol/L CaCl₂溶液中通入氟化氢气体，当开始出现白色沉淀时，通入的氟化氢为____________ mol(保留3位有效数字)。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。
（1）某温度下，K_sp（FeS）＝8.1×10^－17，FeS饱和溶液中c（H^＋）与c（S^2－）之间存在关系：
c²（H^＋）·c（S^2－）＝1.0×10^－22，为了使溶液里c（Fe^2＋）达到1 mol·L^－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的pH约为________（填字母）。
A．2       B．3      C．4      D．5
（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃）的过程如下：

①酸溶过程中Fe₂O₃发生反应的离子方程式为_____________；“滤渣A”主要成分的化学式为_______________。
②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe^3＋还原为Fe^2＋，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式： FeS₂＋____Fe^3＋＋______===______Fe^2＋＋____SO₄^2－＋______
③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe^2＋反应的离子方程式为________________________。
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2～3.8。

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

如果pH过大，可能引起的后果是____________________（几种离子沉淀的pH见上表）。
⑤滤液B可以回收的物质有________（填序号）。
A．Na₂SO₄    B．Al₂（SO₄）₃     C．Na₂SiO₃      D．MgSO₄

以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。

回答以下问题：
（1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c（H₂SO₄)＝      mol·L^－1。
（2）写出难溶物Ca₃（AsO₄)₂的K_sp表达式：K_sp[Ca₃（AsO₄)₂]＝     ，若混合溶液中Al³⁺、Fe^3＋的浓度均为1.0×10^－4mol·L^－1，c（AsO₄^3－)的最大是      mol·L^－1。
（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H₃AsO₃弱酸）不易沉降，可投入MnO₂先将其氧化成五价砷（H₃AsO₄弱酸），写出该反应的离子方程式                   。
（4）在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca₃（AsO₄)₂形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为        ；
②Ca₃（AsO₄)₂在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为                      。

K₂CO₃有广泛的用途。
（1）钾肥草木灰中含有K₂CO₃、K₂SO₄、KCl等。将草木灰用水浸取，过滤、蒸发得浓缩液。
①该浓缩液呈碱性的原因用离子方程式表示为      。
②检验该浓缩液中Cl^－所用的试剂有        。

A．AgNO3溶液

B．硝酸

C．盐酸

D．Ba(NO3)2溶液

E．BaCl₂溶液
（2）工业上曾利用如下反应生产碳酸钾：K₂SO₄ + C + CaCO₃ → K₂CO₃+ X+ CO₂↑（未配平）
已知X为两种元素组成的化合物，则X的化学式为          ；反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为        。
（3）离子膜电解-炭化法是目前生产碳酸钾的常用的方法。
第一步：精制KCl溶液
粗KCl中含有Ca²⁺、Mg²⁺等离子，按以下流程精制：

已知：加入K₂CO₃后，溶液中部分Mg²⁺转化为MgCO₃沉淀。
K_sp[Mg(OH)₂]=5.6×10^－12，K_sp(CaCO₃)=2.8×10^－9，K_sp(MgCO₃)=6.8×10^－6。
①操作Ⅰ的名称是         。
②当加入KOH后，溶液中n(CO₃^2－)增大，主要原因是    。
第二步：电解精制后的KCl溶液制取KOH，其它产物制取盐酸。
第三步：将KOH与CO₂反应转化为KHCO₃，再将KHCO₃分解得到产品。
③离子膜电解-炭化法的整个过程中，可以循环利用的物质有    。

铁是目前人类使用量最大的金属，它能形成多种化合物。
（1）取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应，无论怎样进行实验，最终收集了的气体体积均小于2.24 L（标准状况），最主要的原因是__________________________，所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色，试用离子方程式解释这一变化的原因______________________________________。
（2）硫化亚铁常用于工业废水的处理。已知：25℃时，溶度积常数K_sp(FeS）=6.3×10^-18、K_sp(CdS）= 3.6×10^-29。请写出用硫化亚铁处理含Cd²⁺的工业废水的离子方程式__________________________。
（3）ZnFe₂O_3.5是一种新型纳米材料，可将工业废气中的某些元素转化为游离态，制取纳米ZnFe₂O_3.5和用于除去废气的转化关系为：ZnFe₂O₄ZnFe₂O_3.5
上述转化反应中消耗的n(ZnFe₂O₄）︰n(H₂）＝_______。请写出 ZnFe₂O_3.5与NO₂反应的化学方程式_______________________________。
（4）LiFePO₄(难溶于水）材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以FePO₄（难溶于水）、Li₂CO₃、单质碳为原料在高温下制备LiFePO₄，该反应的化学方程式为2FePO₄+Li₂CO₃+2C＝2LiFePO₄+3CO↑。则1molC参与反应时转移的电子数为_______________。
②磷酸铁锂动力电池有几种类型，其中一种（中间是锂离子聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开）工作原理为FePO₄+LiLiFePO₄。则充电时阳极上的电极反应式为______________________________。
（5）已知25℃时，K_sp[Fe(OH）₃]＝4.0×10^-38，此温度下若在实验室中配制5 mol/L 100 mL FeCl₃溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_______ml、2 mol/L的盐酸（忽略加入盐酸体积）。